生物法除臭工艺详解

生物法除臭

 

1.基本原理

各种恶臭气体处理方法的目的在于经过物理、化学、生物的作用，使恶臭气体的物质结构发生改变，消除恶臭。

常规的恶臭气体常见处理方法有燃烧法、氧化法、吸收法、吸附法、中和法和生物法等。

生物法除臭的技术逻辑可以概括为以下步骤：

废气进入生物反应器：有机废气通过管道引入生物反应器中，反应器通常是一个封闭的容器。

微生物附着于填料表面：填料是一种用于提供大量附着面积的载体材料。微生物会附着于填料表面，形成生物膜或生物颗粒。

微生物分解有机物：附着的微生物利用废气中的有机物作为营养源，并通过代谢活动将有机物分解为较简单的化合物。这个过程可以产生少量的无害气体和废物。

无害化产物排出：除臭过程中，微生物将有机物分解转化为较低臭味或无臭的产物，如水、二氧化碳和无害物质等。这些产物可以从反应器中排出或自然释放到大气中。

微生物新附着和生长：废气源持续输入可以维持微生物在反应器中的附着和生长。新的微生物会逐渐替代老化的微生物，以保持除臭效果。

生物过滤除臭装置是将微生物附着在多孔性介质填料表面，并使污染空气在滤床层中进行生物净化处理，挥发性有机特等污染物被吸附在孔隙表面，被孔隙中的微生物所消耗，利用微生物的新陈代谢生命活动将废气中的有害物质转变为简单的无机物及细胞质并降解成CO2、H2O和中性盐。

2.除臭过程

 

生物除臭主要有三个步骤：
第一步：水溶渗透

滤料表面覆盖有水层，臭气中的化学物质与滤料接触后在表层溶解，并从气相转化为水相，以利于滤料中的细菌作进一步的吸收和分解。

另外，滤料的多孔性使其具有超大的比表面积，使气、水两相有更大的接触面积，有效增大了气相化学物质在水相中的传送扩散速率（经实验测试所得，其产生的瞬时效应是化学清洗的几百倍）。所以，水溶渗透过程其实是一物理作用过程，高速的传送扩散意味着滤料可迅速将臭气的浓度降到极低的水平。
第二步：生物吸收

水溶液中的恶臭成分被微生物吸附、吸收，恶臭成分从水中转移至微生物体内。

第三步：生物氧化

通过生物氧化来降解污染物的过程。

滤料中的专性细菌（根据臭源的类型筛选而得到的处理菌种）将以污染物为食，把污染物转化为自身的营养物质，使碳、氢、氧、氮、硫等元素从化合物的形式转化为游离态，进入微生物的自身循环过程，从而达到降解的目的。

同时，专性细菌等微生物又可实现自身的繁殖，当作为食物的污染化合物与专性细菌的营养需要达到平衡，且水份、温度、酸碱度等条件均符合微生物所需时，专性细菌的代谢繁殖将会达到一个稳定平衡，最终的产物是无污染的二氧化碳，水和盐。

3菌种类型

 

在生物法除臭技术中，常用的微生物菌种包括细菌、真菌和其他微生物。这些菌种具有不同的代谢途径和生物功能，能够分解各种有机废气中的臭味物质。以下列举几种常见的菌种及其作用：

 

Thauera菌：Thauera菌是一种厌氧细菌，主要用于处理含硫化物和氨气的废气。它能够分解硫化氢（H2S）和甲硫醇（CH3SH）等硫化物化合物，将其转化为无臭的产物。

 

 

Thiobacillus菌：Thiobacillus菌是一类好氧细菌，对于处理含硫化氢和甲硫醇的废气也有良好的除臭效果。它们能够将硫化物氧化为硫酸根离子，减少有害气体的臭味。

Pseudomonas菌：Pseudomonas菌是一类常见的好氧细菌，广泛应用于有机废气的处理过程中。它们具有较强的降解能力，能够有效分解各种有机物，包括硫化物、氨气、醛类、酮类等物质。

Aspergillus菌：Aspergillus菌是一类常见的真菌菌种，对处理含有机酸、酯类和酮类等有机废气具有良好的分解能力。它们通过产生特定的酶来降解有机废气中的臭味成分。

Streptomyces菌：Streptomyces菌是一类产生抗菌物质的细菌，常用于处理含有机废气中的挥发性有机化合物（VOCs）。它们能够通过吸附和生物降解作用将有机废气中的臭味物质去除。

这些菌种在生物法除臭过程中起着不同的作用，它们通过吸附、吸附分解、降解代谢等方式，将有机废气中的臭味物质转化为无害物质，从而达到除臭的效果。对于具体的废气成分和除臭要求，可以选择适当的菌种组合或单一菌种来实施生物法除臭。

4技术要求

 

 

 

生物法除臭的技术要求：

微生物选择：寻找适宜的微生物菌种，能够高效稳定地分解目标有机物，产生较少臭味物质，并具有适宜的生存环境要求。

底物提供：为微生物提供适宜的底物（有机废气或有害气体），满足其生存和代谢的需求，通常是将有机废气引入生物反应器中。

反应器设计：设计合理的生物反应器，提供良好的生物环境，包括适宜的温度、湿度、氧气和营养物质等条件，以促进微生物的生长和代谢活动。

厌氧与好氧处理：根据废气的特性，可以选择适当的处理方式，如厌氧处理或好氧处理，或者两者结合，以获得最佳的除臭效果。

微生物活性维持：保持反应器中的微生物活性与数量，可以通过定期添加新菌种、补充营养物质、调节pH值等方式来提供合适的生物负荷和生长环境，以保持除臭效果的稳定性。

除臭效果监测：通过监测废气中臭味物质的浓度和组成，以及测量其他关键参数（如温度、氧气含量等），来评估除臭效果并进行调整和优化。

生物法除臭的技术要求包括选择合适的微生物菌种、提供适宜的底物和环境条件，设计和操作适当的反应器，并进行有效的监测和调整。此外，还需要考虑安全性、可靠性、经济性等方面的要求，以确保系统的稳定运行并达到预期的除臭效果。不同的应用场景和废气组成可能需要采用不同的生物法除臭技术。

5.填料选择

 

 

对于填料的选择，需要考虑以下要求才能实现更有效的生物法除臭：

 

大表面积：填料应具有大的表面积，提供足够的附着面积供微生物附着和生长。这可以增加微生物数量，提高废气的处理效率。

 

不易堵塞：填料应具有合适的孔隙结构，以确保废气在填料中的流动性，防止堵塞和积聚。

 

耐腐蚀性：填料应具有一定的耐腐蚀性，以适应有机废气中可能存在的腐蚀性气体或环境。

 

生物覆盖性：填料表面应具有良好的生物附着性，能够有效地吸附微生物并促进微生物附着和生长。

 

常用的填料包括活性炭、生物陶粒、聚酯纤维等，它们有助于提供良好的附着环境和废气扩散性，从而提高微生物附着和除臭效果。选用合适的填料可以提高反应器中微生物的附着量和生物活性，进而提高生物法除臭技术的处理效率和稳定性。

6工艺条件

 

生物法除臭的运行条件可以根据废气的组成和处理系统的具体需求而有所不同。以下是一些常见的运行条件：

温度：适宜的温度是微生物生长和代谢活动的关键因素。通常，生物法除臭的运行温度范围为15摄氏度至45摄氏度，具体取决于所使用的微生物菌株的耐受能力和活性。

pH值：pH值是指废气处理系统中液相（如果有）或微生物附着表面的酸碱度。不同的微生物菌株对pH值有不同的适应范围。一般来说，pH值在中性范围（约 pH 6-8）时有利于常见的微生物生长。

 

湿度：适宜的湿度条件有助于维持微生物活性和废气中的水分平衡。湿度通常应控制在相对湿度 40% 到 80% 的范围内，以避免过干或过湿对微生物活性产生不利影响。

氧气浓度：控制适当的氧气浓度是生物法除臭的重要因素。不同的废气组成可能要求不同的氧气浓度，可以通过调整通气量或采用气体循环设计来实现。

营养物质：微生物在生物法除臭过程中需要适当的营养物质来维持其生长和代谢活动。这通常包括有机碳源、氮源、磷源和微量元素等。根据具体废气的成分和微生物需求，可以通过添加适当的营养物质来提供。

 

混合与通气：废气和微生物之间的充分混合和通气有助于提高废气的接触效率和除臭效果。适当的废气搅拌和通气方式（如气体循环、通风装置等）能够增加废气与微生物的接触面积并提高除臭效率。

 

需要注意的是，具体的运行条件可能会因微生物菌株的选择、废气成分的差异和处理系统的要求而有所不同。因此，在实际运行中，根据具体情况调整和优化运行条件，以确保最佳的除臭效果和系统的稳定运行。